HP ProLiant Gen8サーバーでのDDR3メモリの構成と使用

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1 テクニカルホワイトペーパー HP ProLiant Gen8 サーバーでの DDR3 メモリの構成と使用 インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載 目次はじめに...2 DDR3 メモリテクノロジーの概要...2 DDR3 メモリテクノロジーの基本...2 DIMM の基本...3 DDR3 DIMM の種類...3 HP Smart メモリ...4 HP アドバンストメモリのエラー検出機能...5 インテル Xeon E v2 プロセッサー搭載サーバーでの ProLiant Gen8 のメモリアーキテクチャー...5 概要...5 インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の ProLiant Gen8 サーバー...6 ProLiant Gen8 に使用できるインテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ...7 E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーに使用できる DDR3 DIMM...8 ProLiant Gen8 サーバーへのメモリの実装...9 ProLiant Gen8 のメモリスロットの構成...9 ProLiant Gen8 サーバーのメモリ実装規則...9 DIMM の実装順序...9 メモリ構成の最適化 容量の最適化 パフォーマンスの最適化 消費電力の最適化 弾力性の最適化 アンバランスなメモリ構成についての理解 チャネル間でアンバランスなメモリ構成 プロセッサー間でアンバランスなメモリ構成 メモリの BIOS 設定 メモリ速度の制御 メモリインターリーブの設定 リソース 連絡先 その他のリンク 付録 : 2P ProLiant Gen8 サーバーの構成例 インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の 24 DIMM スロットサーバー インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の 16 DIMM スロットサーバー クリックするとこの文書の最新版をご確認いただけます

2 はじめに このホワイトペーパーでは新しい DDR3 メモリの概要を説明します また この DDR3 メモリをインテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の 2 ソケット型 HP ProLiant Gen8 サーバーで使用する方法についても説明します インテル Xeon E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーは インテル Xeon E プロセッサー搭載のサーバーよりも高い DDR3 データレートをサポートします メモリの種類が RDIMM UDIMM LRDIMM のどれであっても同様です ProLiant Gen8 サーバーは HP Smart メモリをサポートします 特定の構成では HP Smart メモリはサードパーティ製メモリのパフォーマンスを上回ります 2 ソケット型 ProLiant Gen8 サーバーの特長は 優れたメモリサポートです インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の ProLiant Gen8 サーバーは 1CPU あたり 4 つの個別のメモリチャネルと最大 24 基の DIMM スロットをサポートします これにより より大規模なメモリ構成を実現でき メモリのパフォーマンスが向上します これらのサーバーには HP アドバンストメモリプロテクションテクノロジーも備わっており 重大なメモリエラーの予測が改善されます これらの向上点に加え このホワイトペーパーでは ProLiant Gen8 サーバーに DDR3 メモリを取り付ける際の規則 ベストプラクティス 最適化戦略についても説明します DDR3 メモリテクノロジーの概要 DDR3 メモリテクノロジーの基本 DDR SDRAM テクノロジーとしては第 3 世代となる DDR3 は DDR2 を帯域幅と消費電力の面で改良したものです DDR3 では 同じ速度の DDR2 と比べて最大 70% の電力を節約でき さらに帯域幅は DDR2 よりも 100% 広くなりました DDR3 メモリテクノロジー DDR3 DIMM は DDR2 DIMM と同じ 240 ピンのコネクターを使用しますが ノッチの位置が異なります DDR3 ではパフォーマンスを向上させ消費電力を削減するために 次のようにいくつかの重要な機能強化が実施されています DDR2 DIMM の動作電圧は 1.8 V でしたが 標準的な DDR3 DIMM では 1.5 V になりました DDR3 低電圧 DIMM では 1.35 V です ProLiant Gen8 サーバーでは 新しい DDR3 DIMM の大半は低電圧です こうした HP Smart メモリの DIMM によって 電力を最大 20% 抑えながらも 標準的な 1.5 V DIMM と同じパフォーマンスを実現できます 8 ビットのプリフェッチバッファーによって DDR2 の 4 ビットバッファーよりも多くのデータを先読みして格納できるようになりました フライバイトポロジ ( コマンド アドレス 制御信号 およびクロックに関係 ) により スタブの数を減らすと同時にその長さを短くすることで 信号整合性が向上しました この信号整合性の向上が ライトレベリング テクノロジーと結び付き DDR3 では以前の世代よりも転送レートが大幅に高速化されています DIMM モジュールに内蔵されている温度センサーは プログラム可能な臨界トリップ点を DIMM 温度が超えるとチップセットに信号を送り DIMM へのメモリトラフィックを抑制します DDR3 の速度最初の DDR3 仕様では データレートは最大 1600 メガ転送 / 秒 (MT/s) と定義されており これは最も速い DDR2 メモリ速度の 2 倍に相当していました ProLiant G6 および G7 サーバーでは最高 1333 MT/s の DDR3 DIMM 速度がサポートされていました その後 DDR3 仕様には 1866 MT/s と 2166 MT/s のメモリ速度が追加され 定義が拡張されています E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーでは最高 1866 MT/s のメモリ速度がサポートされています 表 1. DDR3 メモリの速度 DIMM のラベル JEDEC での名称 データ転送レート DIMM の最大スループット PC DDR MT/s 14.9 GB/s PC DDR MT/s 12.8 GB/s PC DDR MT/s 10.6 GB/s PC DDR MT/s 8.5 GB/s PC DDR MT/s 6.4 GB/s 2

3 DIMM の基本 ProLiant Gen8 サーバーの DDR3 DIMM の新しいテクノロジーを紹介する前に DIMM テクノロジーの基本を大まかに説明します DRAMテクノロジー DIMM は 1 つまたは複数のランクのグループにまとめられた DRAM チップで構成されています 各 DRAM チップには 個々のビットストレージの配列が含まれています 10 億のビットストレージを含む DRAM チップは 1 ギガビット (1 Gb) テクノロジーと呼ばれます Gb の小文字の b は ビットを表していることに注意してください 8 個の 1 Gb チップを 1 つにまとめると 1 ギガバイト (1 GB) のメモリになります GB の大文字の B は バイトを表していることに注意してください 現時点の DDR3 DIMM は 1 Gb 2 Gb 4 Gb の DRAM チップで構成されています 1 枚の DIMM の中に異なる DRAM テクノロジーを混在させることはできません DDR3 規格では 512 Mb の DRAM チップで構成されている DIMM はサポートしていません DRAM チップには 4 本または 8 本のデータ入出力信号があります これらは x4 または x8 と表記され 4 本 または 8 本 と呼ばれます ランクランクは メモリバス上で 64 ビット (8 バイト ) のデータを提供するために 1 つにまとめられた DRAM チップのグループです ランクの中にあるすべてのチップは 同じチップ選択信号 アドレス信号 コマンド信号により同時に制御されます DDR3 DIMM では シングルランク デュアルランク クアッドランク ( それぞれ ランク ) が利用可能です ランクは 8 個の x8 DRAM チップまたは 16 個の x4 チップで形成されます 8 ビットの ECC(Error Correction Code) 付きの DIMM では 各ランクに 9 個の x8 チップまたは 18 個の x4 チップを使用しています 速度速度とは メモリクロックの周波数のことを指しています メモリサブシステムは プロセッサーコアとは異なるクロックを使用します このクロックは メモリコントローラーと DIMM 間のデータ転送を調整するために使用されます 特定のサーバーにおいてクロックを動作させた場合の実際の速度は 次の 5 つの要因によって決まります プロセッサーの定格メモリ速度 : インテル Xeon プロセッサーの各モデルでは サポートしている最大メモリ速度が異なります DIMM の定格メモリ速度 : DDR3 DIMM は 異なる速度 ( 周波数 ) で動作させることができます HP は E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーに 2 つの速度の DDR3 メモリを提供しています (DDR と DDR3-1600) DIMM のランク数 : メモリチャネル上のランクが 1 つ増えるごとに その分だけ電気的負荷も増加します 電気的負荷が増えるほど 信号整合性は低下します 信号整合性を維持するには メモリチャネルを低速で動作させることが必要になる場合があります 取り付ける DIMM の数 : メモリコントローラーに接続される DIMM の数は コントローラー回路の負荷と信号整合性に影響を与えます 信号整合性を維持するために メモリコントローラーは DIMM を定格速度以下で動作させることがあります 一般に 取り付ける DIMM の数が増えるほど DIMM の動作可能な速度が低下します BIOS の設定 : 特定の BIOS 機能を有効にすると メモリ速度に影響する可能性があります たとえば ProLiant サーバーに搭載されている ROM ベースセットアップユーティリティ (RBSU) を使用すると ユーザーは メモリを強制的に通常の構成での速度以下で動作させるように設定できます これにより消費電力が削減されます 詳細については BIOS の設定 の章を参照してください DDR3 DIMM の種類 インテル Xeon 搭載の ProLiant Gen8 サーバーでは UDIMM(ECC 付き バッファーなしのメモリ ) RDIMM( レジスタ付きメモリ ) LRDIMM( 負荷低減メモリ ) の 3 種類の DIMM がサポートされています UDIMM と RDIMM は ProLiant G6 および G7 サーバーでも使用されていました LRDIMM は ProLiant Gen8 サーバーアーキテクチャーでのみ機能する新種の DIMM です 種類によってメモリの特徴は異なります なお 使用できるメモリはサーバーの要件によって限定されます Unbuffered DIMM UDIMM は最も基本的な形式のメモリモジュールです UDIMM では すべてのアドレス信号と制御信号 およびデータラインが DIMM コネクターを介してメモリコントローラーに直接接続されます UDIMM はメモリ速度が最速で レイテンシが最も少なく 消費電力が ( 比較的 ) 少ないですが 容量に制限があります ECC 付きの Unbuffered DIMM は メーカーのモジュール名の末尾に追加されている E の文字で識別できます ( 例 :PC3L-10600E) UDIMM は メモリ容量の確保よりも メモリのレイテンシと消費電力を低くする必要があるシステムに適しています Registered DIMM RDIMM(Registered DIMM) は DRAM とメモリコントローラー間のアドレス信号とコマンド信号をバッファーするために DIMM にレジスタを追加することで 電力負荷の問題を解決します これにより各メモリチャネルで最大 3 つのデュアルランク DIMM がサポートされるので サーバーでサポートできるメモリの量が増加します RDIMM では通信の一部にバッファリングを使用するため 消費電力とメモリレイテンシがわずかに増えます 3

4 Load Reduced DIMM Load Reduced DIMM(LRDIMM) はインテル Xeon E プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーで導入されました LRDIMM ではメモリバッファーによって LRDIMM のランクの電気的負荷を 1 つにまとめ上げ ランクの乗算を行います ランクの乗算によって ProLiant Gen8 サーバーでは 1 つのメモリチャネルで 3 つのクアッドランク DIMM をサポートできます LRDIMM を使用すると メモリフットプリントが最大のシステムを構成できます ただし LRDIMM は同じメモリクロック速度では消費電力とレイテンシが最も大きくなります DIMM の種類の比較表 2 は インテル 2P アーキテクチャー採用の ProLiant Gen8 サーバーでの UDIMM RDIMM LRDIMM の比較を示しています 表 2. E v2 プロセッサー搭載 ProLiant Gen8 サーバーでの UDIMM RDIMM LRDIMM の比較 特徴 UDIMM RDIMM LRDIMM 利用可能な DIMM 容量 8 GB 8 GB 16 GB 32 GB 低電力バージョンの DIMM の利用 アドバンスト ECC のサポート アドレスパリティ ランクスペアリング ロックステップモード 相対的なコスト 低い 高い 最も高い 16 個の DIMM スロットを装備したサーバーでの最大容量 128 GB 256 GB 512 GB 24 個の DIMM スロットを装備したサーバーでの最大容量 128 GB 384 GB 768 GB HP Smart メモリ E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーでは DDR3 メモリのための HP Smart メモリテクノロジーがサポートされています HP Smart メモリによって 取り付けられたメモリを認証できます HP の認証およびテストプロセスに合格した DIMM であるかどうかを検証できるほか ProLiant Gen8 サーバーでの実行に最適化されたメモリであるかどうかを判断できます HP Smart メモリで認証された DIMM を使用することで 2P 構成の ProLiant Gen8 サーバーのパフォーマンスと管理機能が拡張されます HP Smart メモリは 複数の DIMM の種類と構成で サードパーティ製メモリよりも優れたパフォーマンスをサポートします 表 3 に パフォーマンスの拡張についてまとめます 表 3. E v2 プロセッサー搭載 2P ProLiant Gen8 サーバーでの HP Smart メモリ DDR3 DIMM のパフォーマンス拡張 DIMM の種類チャネルあたり 1 枚の DIMM チャネルあたり 2 枚の DIMM チャネルあたり 3 枚の DIMM 1866 MT/s UDIMM 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) サポートなし 1866 MT/s RDIMM 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1866 MT/s LRDIMM 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1.5 V(Smart メモリ ) 1.5 V( サードパーティ ) 1600 MT/s UDIMM 1.35 V(Smart メモリ ) 1.35 V( サードパーティ ) 1.35 V(Smart メモリ ) 1.35 V( サードパーティ ) サポートなし 1600 MT/s RDIMM 1.35 V(Smart メモリ ) 1.35 V( サードパーティ ) 1.35 V(Smart メモリ ) 1.35 V( サードパーティ ) 1.35 V(Smart メモリ ) 1.35 V(Smart メモリ ) 4

5 HP アドバンストメモリエラー検出機能 過去 5 年間で サーバーのメモリ構成の平均サイズは 500% 以上増加しています メモリ容量の増加に伴い メモリエラーの増加は避けられません ただし幸いなことに ほとんどのメモリエラーは一時的なものであり 訂正が可能です 現在のメモリサブシステムでは各メモリサイクルに送信される 64 ビットのデータのうち最大 4 ビットのメモリエラーを訂正できます HP アドバンストメモリエラー検出テクノロジーによって エラー検出テクノロジーが向上します この新しいテクノロジーでは 訂正可能な個々のメモリエラーを数え上げるだけでなく 訂正可能なすべてのエラーを分析し 今後の訂正不可能なエラーの原因になりそうなエラーを特定します この高度なアプローチによって HP アドバンストメモリエラー検出機能ではメモリサブシステムをより詳細に監視でき 障害予測アラート通知の効果が高まります すべての ProLiant Gen8 サーバーには HP アドバンストメモリエラー検出機能が搭載されています このテクノロジーの詳細については HP アドバンストメモリエラー検出テクノロジーについての資料を参照してください 技術概要は以下から入手できます インテル Xeon E v2 プロセッサー搭載サーバーでの ProLiant Gen8 のメモリアーキテクチャー 概要 E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーの DDR3 メモリアーキテクチャーでは ProLiant G6 および G7 サーバーから以下の機能が向上しています 1 プロセッサーあたりのメモリチャネルが 4 つに増加 サポートするプロセッサーモデルでの最大メモリ速度が 1866 MT/s HP Smart メモリのサポート サードパーティ製メモリを上回る拡張パフォーマンス LRDIMM テクノロジーのサポート 1 つのチャネルで 3 つのクアッドランク DIMM を使用可能 図 1 はこのメモリアーキテクチャーのブロック図です 5

6 図 1. E v2 プロセッサー搭載サーバーでの ProLiant Gen8 のメモリアーキテクチャー インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の ProLiant Gen8 サーバー インテル Xeon E v2 プロセッサー搭載の 2P ProLiant Gen8 サーバーには複数のモデルがあります 表 4 にこれらのモデルをまとめます 表 4. E v2 プロセッサー搭載の 2P ProLiant Gen8 サーバー ProLiant サーバーのモデル DIMM スロットの数 最大メモリ DL380p Gen GB DL360p Gen GB BL460c Gen GB ML350p Gen GB SL210t Gen8(SL2500 Scalable System) GB SL230s Gen8(SL6500 Scalable System) GB SL250s Gen8(SL6500 Scalable System) GB SL270s Gen8(SL6500 Scalable System) GB 6

7 ProLiant Gen8 に使用できるインテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリにはいくつものプロセッサーモデルがあります モデルによって コアの数 プロセッサーの最大周波数 キャッシュメモリの容量 サポートする機能 ( ハイパースレッディング テクノロジーなど ) が異なります また モデルによって サポートする最大メモリ速度は異なります このことは一般にメモリサブシステムとサーバーの最大パフォーマンスと電力消費に影響します 表 5. ProLiant Gen8 サーバーに使用できるインテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ プロセッサーのモデル番号 CPU 周波数 レベル 3 キャッシュのサイズ 最大メモリ速度 最大スループット (1 チャネルあたり ) E v GHz 30 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 30 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 25 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E5-2687W v2 3.4 GHz 25 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 25 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 25 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 25 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 25 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E v GHz 20 MB 1866 MT/s 14.9 GB/s E5-2650L v GHz 25 MB 1600 MT/s 12.8 GB/s E v GHz 25 MB 1866 MT/s 12.8 GB/s E v GHz 20 MB 1600 MT/s 12.8 GB/s E v GHz 15 MB 1600 MT/s 12.8 GB/s E v GHz 15 MB 1600 MT/s 12.8 GB/s E5-2630L v GHz 15 MB 1600 MT/s 12.8 GB/s E v GHz 15 MB 1333 MT/s 10.6 GB/s E v GHz 10 MB 1333 MT/s 10.6 GB/s E v GHz 10 MB 1333 MT/s 10.6 GB/s 7

8 E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーに使用できる DDR3 DIMM インテル Xeon E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーでは 速度が 1866 MT/s(PC ) と 1600 MT/s (PC ) の DDR3 DIMM を併用できます 表 6 は これらのサーバーでの使用が認定されている DDR3 DIMM の一覧です HP の製品名では JEDEC 規格で規定された DIMM の種類と速度を示すコードを使用しています 製品番号の詳細は図 2 のとおりです 表 6. インテル Xeon E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーに使用できる HP DDR3 DIMM Registered DIMM(RDIMM) HP 製品番号 HP 8 GB(1x8 GB) シングルランク x4 PC R(DDR3-1866) レジスタ付き CAS-13 メモリキット B21 HP 8 GB(1x8 GB) デュアルランク x4 PC3L-12800R(DDR3-1600) レジスタ付き CAS-11 低電圧メモリキット B21 HP 8 GB(1x8 GB) シングルランク x4 PC3L-12800R(DDR3-1600) レジスタ付き CAS-11 低電圧メモリキット B21 HP 16 GB(1x16 GB) デュアルランク x4 PC R(DDR3-1866) レジスタ付き CAS-13 メモリキット B21 HP 16 GB(1x16 GB) デュアルランク x4 PC3L-12800R(DDR3-1600) レジスタ付き CAS-11 電圧メモリキット B21 ECC 付きの Unbuffered DIMM(UDIMM) HP 8 GB(1x8 GB) デュアルランク x8 PC3L-12800E(DDR3-1600) バッファーなし CAS-11 低電圧メモリキット B21 HP 8 GB(1x8 GB) デュアルランク x8 PC E(DDR3-1866) バッファーなし CAS-13 メモリキット B21 Load Reduced DIMM(LRDIMM) HP 32 GB(1x32 GB) クアッドランク x4 PC L(DDR3-1866) 負荷低減 CAS-13 メモリキット B21 図 2. HP DDR3 メモリの製品番号の読み方 8

9 ProLiant Gen8 サーバーへのメモリの実装 ProLiant Gen8 のメモリスロットの構成 E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーには 24 個または 16 個のメモリスロットが装備されています 可能な場合はすべてのメモリチャネルにメモリを装備することをおすすめします これによりメモリのパフォーマンスが最大限に引き出されます ProLiant Gen8 サーバーのメモリ実装規則 パフォーマンスと機能を最適化するために 以下の規則に従って ProLiant Gen8 サーバーに DDR3 メモリを実装してください この規則に従わない場合は メモリ容量が減少したり サーバーの起動中にエラーメッセージが表示されたりします プロセッサーと DIMM スロットの実装規則 対応するプロセッサーが取り付けられている場合にのみ DIMM を取り付けてください 2 プロセッサー対応のサーバーにプロセッサーが 1 基しか搭載されていない場合は 半分の DIMM スロットのみを使用できます パフォーマンスを最大化するために 可能であれば 取り付けたすべてのプロセッサーにメモリ容量を均等に配分することをおすすめします そしてメモリチャネルにも均等に DIMM を実装します 2 基のプロセッサーが取り付けられている場合は 2 基のプロセッサーの間で DIMM を均一に配分してください 白色の DIMM スロットは チャネルの最初のスロットです 1 つのチャネルにランクの異なる DIMM を混在させる場合は 白色のスロットに最もランク数の大きな DIMM を配置してください DIMM の種類による規則 UDIMM RDIMM または LRDIMM を混在させないでください ProLiant Gen8 サーバーではクアッドランクの RDIMM はサポートされていません RDIMM と LRDIMM では 1 つのチャネルに最大 3 枚の DIMM を装着できます 消費電力が 1.35 V と 1.5 V の RDIMM を任意の順序で混在させることができますが システムは高い方の電圧で動作します 速度の異なる DIMM を任意の順序で混在させることができます サーバーでは最も低い速度が選択されます 一般的な規則 メモリの最大速度は メモリの種類 メモリの構成 プロセッサーのモデル ROM BIOS の設定に応じて決まります メモリの最大容量は メモリの種類と取り付けられているプロセッサーの数に応じて決まります この文書に記載のメモリの機能を実現させるには HP Smart メモリが必要です DIMM の実装順序 図 3 は 24 スロットの 2P ProLiant DL380p Gen8 サーバーのメモリスロット構成を示しています この図では 各プロセッサーのチャネルの最初のメモリスロットは白色のメモリスロット (A B C D) です 9

10 図 スロットの 2 ソケット型 ProLiant Gen8 サーバーの DIMM スロットと実装順序 一般に どの ProLiant サーバーのメモリ実装順序も同じ理論に基づきます ただし 一部のサーバーでは 2 つのプロセッサーのメモリスロットが相対的に異なった物理配置になっていない ( 同じである ) 場合があります 正しい順序でサーバーのメモリを実装するには 以下の規則に従ってください サーバーにプロセッサーを 1 基のみ搭載している場合は アルファベット順 (A B C D ) に DIMM を取り付けます サーバーにプロセッサーを 2 基搭載している場合は アルファベット順 (P1-A P2-A P1-B P2-B ) に DIMM を取り付けます 1 つのチャネル内では 電気的負荷の高い DIMM( デュアルランク ) から低い DIMM( シングルランク ) の順に取り付けます 詳しくは お使いの ProLiant Gen8 サーバーモデルのユーザーガイドを参照してください 図 4 は 16 スロットの 2P ProLiant Gen8 サーバーのメモリスロット構成を示しています 構成は 24 スロットサーバーとほぼ同じです ただし 16 スロットサーバーの DIMM スロットは各チャネルに 2 個のみです この図でも 各プロセッサーのチャネルの最初のメモリスロットは白色のメモリスロット (A B C D) です 24 スロットサーバーのメモリ実装規則に従って実装してください 10

11 図 スロットの 2 ソケット型 ProLiant Gen8 サーバーの DIMM スロットと実装順序 メモリ構成の最適化 ProLiant Gen8 サーバーでは 種類 サイズ 速度の異なる DIMM の混在が可能です このため さまざまなアプリケーションやデータセンターの要件を満たすようメモリ構成を最適化できます 容量の最適化 32 GB LRDIMM を使用すれば ProLiant Gen8 サーバーのメモリ容量を最大化できます LRDIMM によって 1 つのメモリチャネルに最大 3 つのクアッドランク DIMM を取り付けられます これは以前の ProLiant サーバーでは不可能でした 24 スロットサーバーでは 最大 768 GB の総メモリ容量を実現できます 各種 DIMM を使用した場合の ProLiant Gen8 サーバーの最大メモリ容量は表 7 のとおりです 表 7. 各種 DIMM 使用時の 2P ProLiant Gen8 サーバーの最大メモリ容量 DIMM スロットの数 DIMM の種類 最大容量 構成 24 UDIMM 128 GB 16 x 8 GB 2R RDIMM 384 GB 24 x 16 GB 2R LRDIMM 768 GB 24 x 32 GB 4R 16 UDIMM 128 GB 16 x 8 GB 2R RDIMM 256 GB 16 x 16 GB 2R LRDIMM 512 GB 16 x 32 GB 4R 11

12 パフォーマンスの最適化 メモリサブシステムのパフォーマンスを計るための 2 つの主要な尺度は スループットとレイテンシです レイテンシは プロセッサーがデータを要求してからメモリサブシステムがプロセッサーのコアにデータを届けるまでにかかる時間を示す尺度です スループットは一定の時間内にメモリサブシステムがシステムのプロセッサーに転送できるデータの総量を表します レイテンシに影響する要素無負荷レイテンシと負荷レイテンシから サーバー内のメモリのサブセクションの効率性を判断できます 通常 サーバーのメモリレイテンシはプロセッサーのコアで読み取り要求が発生してからデータがコアに届くまでの時間として測定されます これは load-to-use とも呼ばれます 無負荷レイテンシはシステムがアイドル状態のときに測定され 特定のプロセッサーとメモリの組み合わせで可能な最小のレイテンシを示します 負荷レイテンシはメモリサブシステムがメモリ要求で飽和しているときのレイテンシです 負荷レイテンシの値は常に無負荷レイテンシよりも大きくなります システムのメモリレイテンシにはさまざまな要素が影響します DIMM の速度 高速な DIMM ほどレイテンシは小さくなります これは負荷レイテンシに顕著です 負荷がかかった状態では キュー内のメモリ要求の待機時間がレイテンシに最も影響します DIMM の速度が高くなるほど メモリコントローラーは待機コマンドを速く処理できます たとえば 1600 MT/s で動作するメモリでは 1333 MT/s で動作するメモリよりもロードレイテンシが約 20% 小さくなります ランク メモリ速度と DIMM の種類が同じ場合 ランク数が多い方が負荷レイテンシが小さくなります ランク数が多いほど メモリコントローラーでメモリ要求の並行処理を多く実行できます これにより要求キューが短くなるので レイテンシが小さくなります CAS レイテンシ CAS(Column Address Strob) レイテンシは DRAM の基本的な応答時間を表します 値はクロック周期の数 ( など ) で表されます これは列アドレス (Column Address) を指定する信号が発行されてからバスでデータが使用できるようになるまでのコントローラーの待機時間です CAS レイテンシは負荷レイテンシよりも無負荷レイテンシの特定に大きく影響します 図 5 は 1 チャネルに 1 枚の DIMM という構成での 各種 DDR3 DIMM の無負荷レイテンシと負荷レイテンシを示しています アイドル状態でのレイテンシの原因の大半は 基本的なメモリ操作によるメモリシステムのオーバーヘッドです これは種類や容量 速度を問わず どの DIMM にも言えることです 負荷レイテンシは 32 GB LR DIMM が最も小さく これは 1 つの DIMM にランクが 4 つあることの利点です 図 5. E v2 プロセッサー搭載 2P ProLiant Gen8 サーバーでの各種 DDR3 DIMM の無負荷レイテンシとロードレイテンシ メモリのスループットに影響する要素メモリのスループットに影響する要素は 取り付けられているメモリチャネルの数 チャネルのランクの数 チャネルのインターリービング メモリが動作する速度です 12

13 メモリチャネルの数とスループットスループットに最も大きく影響するのは 取り付けられているメモリチャネルの数です メモリアクセスを複数のメモリチャネルにインターリーブすることにより 統合されたメモリコントローラーでのメモリスループットの大幅な拡大が可能です 最適なスループットとレイテンシを実現するには 取り付けられている各 CPU のすべてのチャネルに均等にメモリを実装します 図 6 に示すとおり 2 枚目の DIMM を追加する (2 番目のメモリチャネルに取り付ける ) と 基本的に読み取りスループットが倍増します 8 つのメモリチャネルすべてを使い切るまで DIMM を追加するたびにスループットはほぼ直線的に増加していきます 図 6. 2 プロセッサーシステムの チャネルを使用した場合のスループット メモリ速度とスループットメモリ速度が高くなるほど スループットも増加します 図 7 に示すとおり 1 チャネルに 1 枚の DIMM という構成では 1866 MT/s での最大スループットは 1600 MT/s の場合よりも 15% 増加しています また 1600 MT/s でのスループットは 1333 MT/s の場合よりも 18% 増加しています 図 7. 1 チャネルに 1 枚の 16 GB 1866 RDIMM を使用した場合の DIMM 速度によるスループットの変化 13

14 各チャネルの DIMM の数とスループット図 8 は 複数の種類の DIMM について 1 チャネルに 1~3 枚を装着した場合のメモリスループットを示しています 最大スループットは 各チャネルに 2 枚目の DIMM を追加したときにわずかに増加するだけです 各チャネルに 2 枚の DIMM を取り付けると 各チャネルに追加されたランクへのリフレッシュサイクルが発行され メモリコントローラーはコマンドバスの帯域幅をより多く使用します これによって 読み取りおよび書き込み要求に使用できるコマンドバスの帯域幅が減少し 全体的なスループットの増加率が減少します 1 チャネルに 3 枚の DIMM を使用すると 最大スループットが大幅に低下します このほとんどは 3DPC 構成での低いメモリ速度が原因です 図 8. 1 チャネルに 1~3 枚の DIMM を使用した場合の DIMM の種類によるスループットの違い 1 チャネルに DIMM を 2 枚装着し 1866 MT/s で動作させた場合のスループット上の利点 HP Smart メモリを使用する ProLiant Gen8 サーバーは 主ないくつかの構成でサードパーティ製メモリよりも高速になります E v2 プロセッサー搭載の ProLiant Gen8 サーバーは DIMM の種類を問わず 1 チャネルに 2 枚の DIMM という構成で 1866 MT/s で動作させることができます 標準的なサードパーティ製 DIMM を使用したインテルのリファレンスデザインでは 低速のメモリ 1600 MT/s の 2DPC 構成しかサポートされていません 1 チャネルに 2 枚の DIMM による 1866 MT/s の速度を可能にすることで インテルのリファレンスデザインよりもスループットが大幅に増加し 負荷レイテンシが減少します 1 チャネルに 2 枚の 16 GB RDIMM を使用した構成では スループットが 15.5% 増加し 負荷レイテンシが 15.2% 減少しています ( 表 8) 表 8. 1 チャネルあたり 2 枚の 16 GB DDR RDIMM を 1866 MT/s と 1600 MT/s で動作させた場合のスループットの増加 MT/s MT/s 差分 スループット (GB/s) % 増加 アイドル時のレイテンシ (ns) % 負荷時のレイテンシ (ns) % 減少 HP Smart メモリを使用する ProLiant Gen8 サーバーでは サードパーティ製 DIMM よりも高速で動作するすべてのメモリ構成で スループットとレイテンシにおける同様の利点が見られます 14

15 1 チャネルに複数の DIMM を装着し 1.35 V で動作させる場合の消費電力における利点 HP の 1600 MT/s Smart メモリ RDIMM は 1 チャネルに 2 枚の DIMM で 1.35 V で動作させることができます 標準的な RDIMM では 1 チャネルに 2 枚の DIMM で 1600 MT/s の速度を維持するには 1.5 V を必要とします 表 9 に示すとおり HP Smart メモリの使用によって 消費電力を 19~26% 抑えながらも 標準的な DIMM を 1 チャネルに 2 枚装着した場合と同じパフォーマンスを実現できます 表 9. 1 チャネルあたり 2 枚の 16 GB RDIMM を 1.35 V と 1.5 V で動作させた場合の消費電力の減少 2 1.5V V 差分 スループット (GB/s) % アイドル時の消費電力 (W) % 減少 負荷時の消費電力 (W) % 減少 容量が異なる DIMM の混在容量が異なる DIMM を混在させても 動作速度が同じであればパフォーマンスに影響することはありません たとえば 8 枚の 4 GB シングルランク DDR3-1333DIMM に加えて 8 枚の 8 GB デュアルランク DDR3-1333DIMM を取り付けても ( 各チャネルに取り付ける DIMM は 1 枚のみ ) レイテンシとスループットに対する負の影響はありません 一般的なガイドライン最適なスループットとレイテンシを実現するには 取り付けられている各 CPU の 4 つのチャネルすべてに均等にメモリを実装します 消費電力の最適化 システムで DIMM が消費する電力は複数の要素によって決まります これには DIMM に採用されているテクノロジー DIMM の容量 ランク数 動作速度などが含まれます 以下に これらの要素が電力消費にどのように影響するかについて大まかに説明します DIMM の種類と消費電力 UDIMM ではバッファリングが使用されないため ほかの種類の DIMM よりも消費電力が低くなります 図 9 に示すとおり 4 GB の UDIMM の消費電力は同様の RDIMM よりも約 35% 低くなっています 通常は DIMM の容量が大きくなるほど DRAM の複数のランクに電力を供給するため 消費電力も増加します ただし ギガバイト当たりの消費電力で見ると 容量の大きい DIMM の方がより効率的です 32 GB LRDIMM は負荷時に 9 ワットを消費しますが ギガバイト当たりに換算すると 8 GB RDIMM の約半分です 図 9. DIMM の容量と消費電力 ProLiant Gen8 サーバーでサポートされる DIMM の種類と容量での負荷時とアイドル時の消費電力 15

16 メモリ速度と消費電力ご想像のとおり DIMM の動作速度が高いほど消費電力は増加します 1600 MT/s で動作しているメモリの消費電力は 1333 MT/s で動作しているメモリよりも負荷時で約 30% 増加します 図 10. さまざまなメモリ速度での 16 GB RDIMM1 枚の消費電力 消費電力を最適化するための一般的なガイドライン消費電力の最適化には 以下の一般的な規則が役立ちます メモリ容量の要件を満たすのであれば RDIMM ではなく UDIMM を使用してください追加のメモリチャネルを使用すると UDIMM で 24 スロットの 2P ProLiant Gen8 サーバーを 128 GB に構成できます 大容量の DIMM を使用して DIMM の数をできる限り少なくしてください その他の規則として どのようなメモリ構成であっても メモリをできる限り低速で動作させてください ProLiant Gen8 サーバーで最低の速度は 800 MT/s です エラー回復の最適化 DDR3 DIMM は 4 ビット幅 (x4) または 8 ビット幅の DRAM チップで構成されています メモリコントローラーに採用されている現在の ECC アルゴリズムでは 4 ビット幅までのメモリエラーの検出と訂正ができます このため x4 DRAM で構成されている DIMM では メモリモジュールの DRAM チップ全体に障害が発生しても モジュール自体の障害にはなりません 一方 x8 DRAM で構成されている DIMM には DRAM チップの障害への耐性がありません ECC アルゴリズムで障害を検出することはできても 訂正はできないからです 結果として x8 DRAM よりも x4 DRAM で構成されている DIMM の方が潜在的なメモリ障害に対して安全であると言えます UDIMM はどれも x8 DRAM で構成されていますが RDIMM と LRDIMM は x4 DRAM と x8 DRAM の場合があります ProLiant Gen8 サーバーに最高レベルの可用性とエラー回復をもたらすため HP Smart メモリの RDIMM と LRDIMM には x4 DRAM のみが使用されています UDIMM が使用されているサーバーのエラー回復を向上させるには ROM ベースセットアップユーティリティ (RBSU) からロックステップモードを選択します これによって x8 DRAM 全体の障害に耐えられるようになりますが サーバーのメモリ帯域幅が 50% に減少します 16

17 アンバランスなメモリ構成についての理解 アンバランスなメモリ構成とは 取り付けられているメモリの容量がメモリチャネル間やプロセッサー間で均等に配分されていない状態のことです HP はアンバランスな構成をすすめていません アンバランスな構成では 同条件でバランスのとれた構成と比べてパフォーマンスが劣るからです アンバランスな構成には 2 種類あり それぞれパフォーマンスへの影響が異なります チャネル間でのアンバランス たとえば 取り付けられている各プロセッサーの 4 つのチャネルにメモリ容量が均等に分配されていない場合 チャネル間でアンバランスなメモリ構成になります プロセッサー間でのアンバランス たとえば 各プロセッサーに分配されているメモリ容量が異なる場合 プロセッサー間でアンバランスなメモリ構成になります チャネル間でアンバランスなメモリ構成 図 11 に示すとおり チャネル間でアンバランスなメモリ構成では メモリコントローラーはメモリを複数の領域に分割します メモリの各領域は 異なるパフォーマンス特性を持つことになります メモリコントローラーは チャネルを超えてメモリをできる限りグループ化することで複数の領域を作成します メモリコントローラーは 4 つのメモリチャネルのすべてにまたがる領域を DIMM を利用してできるだけ多く作成します こうした領域からは最高のパフォーマンスが得られるからです 次に メモリコントローラーは 2 つのメモリチャネルにまたがる領域の作成に移り さらにその後で 1 つのチャネルのみに接続される領域を作成します 図 11. メモリチャネル間でアンバランスなメモリ構成 チャネル間でアンバランスなメモリ構成がおよぼす主な影響として メモリチャネル数が少ない領域でのスループットの減少が挙げられます 上の図の例では 領域 2 のメモリスループットの測定値は領域 1 よりも 25% 少なくなります 17

18 プロセッサー間でアンバランスなメモリ構成 図 12 はプロセッサー間でアンバランスなメモリ構成を示しています メモリ容量の多い CPU1 で実行されるスレッドは 比較的レイテンシの小さい十分なローカルメモリを使用できます メモリ容量の少ない CPU2 で実行されるスレッドは CPU2 で使用可能なすべてのメモリを消費する上 CPU1 のリモートメモリを要求します リモートメモリに伴って大きなレイテンシが発生するため これらのスレッドのパフォーマンスは低下します 実際のところ プログラムのスレッドのパフォーマンス特性は 実行するプロセッサーによって変わります 図 12. プロセッサー間でアンバランスなメモリ構成 メモリの BIOS 設定 HP 製サーバーの BIOS では ProLiant Gen8 サーバーの複数のメモリ構成に関する設定を行うことができます 設定にアクセスし設定を変更するには ROM ベースセットアップユーティリティ (RBSU) を使用します RBSU はすべての ProLiant サーバーに搭載されています RBSU を起動するには サーバーの起動シーケンスの途中で F9 キーを押します メモリ速度の制御 RBSU の使用によって システムのメモリを動作させる速度を制限できます この機能は RBSU の [ 電力管理オプション ] メニューから選択します ProLiant Gen8 サーバーではメモリバスの速度を以下から選択できます [ 自動 ]( 通常の実装規則に従って速度を決定 ) [1,333 MHz(MT/s)] [1066 MHz(MT/s)] [800 MHz(MT/s)] メモリ速度を低い値 (1066 MHz や 800 MHz など ) に設定すると 消費電力を抑えることができます ただし メモリシステムのパフォーマンスは低下します 18

19 メモリインターリーブの設定 メモリインターリーブの無効化このオプションは RBSU の [ アドバンスト電力管理 ] メニューから選択します メモリインターリーブを無効にすると DIMM の消費電力をいくらか節約できますが メモリシステムの全体的なパフォーマンスは低下します ノードインターリーブの設定このオプションは RBSU の [ アドバンストオプション ] メニューから選択します このオプションでは システムのメモリをプロセッサー間にどのようにマップするかを制御できます ノードインターリーブが無効 ( デフォルト ) なときは BIOS は特定のプロセッサーに装着されている DIMM のメモリアドレスが一か所にまとまる ( 連続する ) ようにシステムメモリをマップします 通常はこの配列の方が効率的です 実行中プログラムのコードとデータが含まれるメモリアドレスにプロセッサーが直接アクセスできるからです ノードインターリーブが有効なときは 両方のプロセッサーに取り付けられている DIMM 間でシステムのメモリアドレスが交互に割り振られ ( インターリーブ ) ます この場合 システムのメモリマップ内の連続するページは 別のプロセッサーに装着された DIMM に物理的に配置されます 共有のデータセットを使用する場合など 一部のワークロードでは ノードインターリーブを有効にするとパフォーマンスが向上することがあります リソース 連絡先 その他のリンク HP ProLiant サーバーのメモリ hp.com/products/servers/options/memory-description.html( 英語 ) オンライン DDR3 メモリ構成ツール hp.com/go/ddr3memory-configurator( 英語 ) DDR3 メモリテクノロジーの概説 hp.com/bc/docs/support/supportmanual/c /c pdf HP アドバンストメモリのエラー検出テクノロジー : 技術概要 19

20 付録 : 2P ProLiant Gen8 サーバーの構成例 インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の 24 DIMM スロットサーバー DIMM 種類 SKU 説明 DIMM 容量ランク合計数 1 チャネルあたりの枚数 総システムメモリ (GB) データ転送レート 無負荷レイテンシ (ns) スループット (GB/s) アイドル時の総消費電力 (W) 負荷時の総消費電力 (W) UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 2R UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 2R UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 1R UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC R 8 GB 1R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC R 8 GB 1R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC R 8 GB 1R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC R 16 GB 1R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC R 16 GB 2R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC R 16 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC3L-12800R 8 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC3L-12800R 8 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC3L-12800R 8 GB 1R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC3L-12800R 32 GB 4R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC3L-12800R 16 GB 2R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC3L-12800R 16 GB 2R LRDIMM B21 32 GB 4Rx4 PC L 32 GB 4R LRDIMM B21 32 GB 4Rx4 PC L 32 GB 4R LRDIMM B21 32 GB 4Rx4 PC L 32 GB 2R

21 インテル Xeon プロセッサー E v2 製品ファミリ搭載の 16 DIMM スロットサーバー DIMM 種類 SKU 説明 DIMM 容量ランク合計数 1 チャネルあたりの枚数 総システムメモリ (GB) データ転送レート 無負荷レイテンシ (ns) スループット (GB/s) アイドル時の総消費電力 (W) 負荷時の総消費電力 (W) UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 2R UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 2R UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 1R UDIMM B21 8 GB 2Rx8 PC E 8 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC R 8 GB 1R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC R 8 GB 1R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC R 16 GB 1R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC R 16 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC3L-12800R 8 GB 2R RDIMM B21 8 GB 1Rx4 PC3L-12800R 8 GB 2R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC3L-12800R 32 GB 4R RDIMM B21 16 GB 2Rx4 PC3L-12800R 16 GB 2R LRDIMM B21 32 GB 4Rx4 PC L 32 GB 4R LRDIMM B21 32 GB 4Rx4 PC L 32 GB 4R ご登録の方に最新情報をお届けします hp.com/go/getupdated( 英語 ) 仲間と共有する この文書にランク付けする Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. 本書の内容は 将来予告なしに変更されることがあります HP 製品およびサービスに対する保証については 当該製品およびサービスの保証規定書に記載されています 本書のいかなる内容も 新たな保証を追加するものではありません 本書の内容につきましては万全を期しておりますが 本書中の技術的あるいは校正上の誤り 脱落に対して 責任を負いかねますのでご了承ください インテルおよび Xeon は インテルコーポレーションのアメリカ合衆国およびその他の国における商標です 4AA5-1046ENW 2014 年 2 月